줄기 세포는 광범위한 특수 세포 유형으로 구별 할 수있는 현저한 능력을 갖는다. 이 잠재력은 주로 이들 세포에서 발현되는 유전자에 의해 결정된다. 그러나, 줄기 세포에서 유전자 발현을 제어하는 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았다.
유전자 조절의 하나의 주요 요인은 특정 DNA 서열에 결합하고 DNA Unfraping이라는 과정 인 DNA의 풀기를 시작하는 전사 인자 단백질 인 Oct4이다. 이 풀림은 다른 단백질이 DNA에 접근하고 유전자 발현을 활성화시킬 수있게한다.
핵산 연구 저널에 발표 된 연구의 선임 저자 인 Mitsunori Takagi 교수는“OCT4의 DNA를 풀기위한 분자 메커니즘에 대한 통찰력을 얻기 위해 광범위한 분자 시뮬레이션을 수행했다.
연구팀은 원자와 거친 시뮬레이션의 조합을 사용하여 DNA와 상호 작용할 때 OCT4의 역학을 포착했습니다. 원자 시뮬레이션은 원자 수준에서 시스템의 매우 상세한 그림을 제공하는 반면, 거친 시뮬레이션은 더 긴 시간 척도의 시뮬레이션을 가능하게합니다.
시뮬레이션은 OCT4가 먼저 DNA- 결합 모티프 인 POU 도메인을 사용하여 DNA 듀플렉스에 먼저 결합 한 다음 DNA에 쐐기-유사 구조를 삽입하여 풀림을 유발한다는 것을 밝혀 냈습니다. 이 풀림 과정은 OCT4와 DNA 골격 사이의 추가 상호 작용에 의해 더욱 안정화된다.
이 연구의 또 다른 저자 인 Masaki Sasai 부교수는“우리의 시뮬레이션은 OCT4에 의해 시작된 단계적 DNA 풀 래핑 프로세스에 대한 포괄적 인 견해를 제공합니다. "이 지식은 치료 목적으로 줄기 세포에서 유전자 발현을 조작하는 전략을 개발하는 데 중요 할 수있다."
OCT4에 의한 랩핑 UND의 메커니즘을 이해하면이 과정을 조절하고 줄기 세포에서 유전자 발현을 조절할 수있는 약물의 발달을위한 길을 열어 줄 수있다. 이것은 재생 의학에 중대한 영향을 미칠 수 있으며, 이식 및 조직 복구를 위해 줄기 세포의 원하는 세포 유형으로의 정밀한 분화를 가능하게한다.
앞으로 연구원들은 OCT4에 의한 DNA 풀림에 대한 추가 단백질과 세포 인자의 효과를 조사하기 위해 시뮬레이션을 더욱 세분화 할 계획입니다. 또한이 과정을 조절하고 줄기 세포에서 유전자 발현을 조절하기 위해 소분자를 사용하는 잠재력을 탐구하는 것을 목표로한다.
